1人乳頭瘤病毒感染與宮頸癌因果關系的揭示
2008年諾貝爾生理學或醫學獎與兩個病毒有關：人乳頭瘤病毒（human papilloma virus，HPV）和人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV），分別導致宮頸癌和艾滋病。德國科學家哈拉爾德·楚爾·豪森（Harald zur Hausen）憑借有關HPV的研究獨享一半的獎金，另兩位科學家分享另外一半。豪森的主要貢獻是發現了HPV是宮頸癌的致病病毒，這一結論性的事實眾所周知，但背后的傳奇，我們或許并不清楚。
1936年，豪森出生在后來飽受戰火蹂躪的德國城市埃森，當豪森還是醫學生的時候，就對感染性疾病發生了興趣。他說或許是因為是癌癥治療太困難，他對癌癥的病因更感興趣。豪森曾試圖用牛痘病毒去破壞小鼠細胞的染色體，但收獲不大。當時這一領域很偏，可以借鑒的經驗不多。豪森覺得知識不夠，自修了細胞遺傳學和分子生物學。然而失敗越來越多，豪森非常沮喪，想換個地方工作。
大西洋彼岸的一封來信幫助豪森實現了愿望。美國賓夕法尼亞大學醫學院給豪森所在的研究所來信，希望能推薦一位年輕的德國學者前去工作。對于所長而言，這類信件實在太多，他隨手將信丟進了廢紙簍，但對研究組的年輕人們提起了這事兒。于是戲劇性的一幕發生了——豪森毫不猶豫，從廢紙簍撿回了信，隨后去了美國。
在賓夕法尼亞大學，豪森遇到了著名的病毒學家亨里夫婦（Werner Henle和Gertrude Henle），學習到了一種使用EB（Epstein-Bar）病毒改變伯基特（Burkitt）淋巴瘤細胞染色體的技術，讓豪森備受鼓舞。3年之后豪森回到德國，在自己的實驗室里，經過艱苦地努力，他發現了“無病毒產生”的淋巴瘤細胞中含有EB病毒的DNA，從而第1次顯示病毒能夠以基因組的形式存在于人類腫瘤細胞，通過修飾基因組使細胞呈腫瘤性生長。在淋巴細胞中發現病毒的信號完全是在意料之中，因為EB病毒可以引起單核細胞增多癥。讓人頗為意外的是，豪森和他的同事們在一種上皮性癌——鼻咽癌細胞中也發現了病毒。這讓豪森萌發了一個大膽的假設：同為上皮細胞癌的子宮頸癌，或許并不是由當時公認的單純皰疹病毒引起的。
1974年，豪森前往美國弗羅里達參加國際會議，報告他發現宮頸癌中不存在單純皰疹病毒的結果。他之前的發言者是一位來自芝加哥的研究人員，報告他從宮頸癌患者的標本中分離到了40%的單純皰疹基因組。豪森發言結束后，聽眾們報以“石頭般的靜默”，認為豪森的陰性結果是由于檢驗方法的敏感性不夠所致。豪森說這是他人生中最低谷的一段時期，但他還是將這篇文章投了出去，《癌癥研究》發表了這篇數百字的短文。
其實早在1972年，豪森就開始將HPV當作宮頸癌誘因的候選病毒進行分離，屢敗屢試，3年后豪森終于從生殖器疣中分離出了首個HPV，但發現與宮頸癌無關，接下來分離出來的幾種HPV也是如此，直到分離出HPV 16，才看到了成功的曙光——近一半的宮頸癌患者細胞中都含有該種類型病毒的DNA。此后，他們又找到了另一種導致宮頸癌的病毒HPV18。
1977年，豪森發表了《人乳頭瘤病毒及其在鱗狀細胞癌中可能的作用》一文。1983年，豪森報道大部分（超過半數以上的）宮頸癌和生殖器癌細胞中都存在HPV 16病毒。隨后在1984年，他們又發現在超過25%的宮頸癌細胞中都存在HPV 18病毒。
但一系列的報道反駁了HPV的致癌性，這些報道稱在幾乎所有的標本中都可檢測到HPV，因此，不能說明HPV是宮頸癌的致病病毒，后來證實這是由于檢測方法PCR過于靈敏，標本受到交叉污染所致。1991年，大量的流行病學研究終于證實了豪森的理論，即高危型人乳頭瘤病毒是宮頸癌的元兇。
追尋HPV與宮頸癌的相關性這一工作耗盡了豪森的一生，在這條曲折漫長的道路上，很多早期合作伙伴都已經改弦易轍，但豪森從不后悔，他認為“慢性病的研究值得花費同樣漫長的時間”。豪森將他的研究歷程和結果濃縮成一本274頁的著作——《致病性人乳頭瘤病毒》（human pathogenic
papillomavirus）。
豪森獲得諾貝爾獎當之無愧，因為HPV與宮頸癌因果關系的揭示在宮頸癌的防治歷史上具有劃時代的意義，至少帶來了兩項巨變：宮頸癌篩查策略的改變和HPV疫苗的誕生。
2HPV與宮頸癌因果關系的發現引起了宮頸癌篩查策略的改變
20世紀40年代，美國醫生巴巴尼古拉發明了通過宮頸涂片篩查宮頸癌的方法，該方法從1943年開始一直沿用到20世紀90年代中期，后來，取樣方法和閱片方法出現了革新，計算機圖像分析輔助診斷被引入到宮頸癌的篩查中，這就是液基細胞學檢查（liquid cytological test，LCT）或薄層液基細胞學檢查（thinprepcytological test，TCT），同時還對結果的報告方式進行了修改，從巴氏五級分類變為TBS（the bethesda system）分類系統。
盡管有了一些更新，但該篩查策略的主要判斷依據是脫落細胞的形態學改變，雖然有計算機輔助，最后的診斷仍然是由細胞病理學醫生，也就是由人來確立，這就難以避免地會出現閱片疲勞、主觀判斷不一的情況，存在著敏感度低、漏診率高、可重復性差的缺陷，影響篩查的準確性。
發現了HPV是宮頸癌的致病病毒后，宮頸癌的篩查思路發生了改變：不去看病毒感染引起的細胞學改變（果），而直接追尋引起病變的病毒（因），即通過檢測HPV DNA來進行篩查。2003年，美國食品與藥品監督管理局（FDA）批準了二代雜交捕獲HPV檢測技術（HC2）用于宮頸癌的篩查。但FDA對HPV檢測作為宮頸癌篩查的態度非常謹慎，僅批準用于細胞學檢查輕度異常的分流。
具體而言，就是用TCT篩查作為初篩，對于篩查結果為低度鱗狀上皮內病變（LSIL）或更嚴重的病變，推薦進行陰道鏡檢查及活檢。而對于報告為意義不明確的不典型鱗狀細胞（atypical squamous cells of unknown significance，ASC-US），則進行HC2檢測。如果HC2結果陽性，進行陰道鏡檢查；如果HC2陰性，則可觀察，1年后復查。這一策略在中國應用了很多年。2006 年美國陰道鏡和宮頸病理協會（American Society of Colposcopy and Cervical Pathology，ASCCP）將高危型HPV與細胞學聯合檢測正式寫入宮頸癌篩查指南，建議將聯合檢測作為30歲及以上女性的宮頸癌篩査方案。
歐洲國家對用HPV檢測作為宮頸癌初篩措施的態度要積極得多。從2007年開始，歐洲生殖道感染和腫瘤研究組織（EuropeanResearch Organization on Genital Infection and Neoplasia，EUROGIN）提出的宮頸癌篩查方案就以HPV檢測作為初篩，后來又進行了修訂，2010年的EUROGIN的宮頸癌篩查推薦流程為：25～64歲婦女，以HPV檢測作為第1步，HPV陰性，5年后復查；HPV陽性，行細胞學檢查。如果細胞學為高于輕度異常，則行陰道鏡檢查。如果細胞學結果正常或臨界，則行HPV16和18分型或p16或其他標志物檢查，如果陰性，則3～5年復查；如果任何一項陽性，行陰道鏡檢查。
或許迫于歐洲同行的壓力，更可能是由于新的循證醫學數據，美國啟動了TCT和HPV作為宮頸癌初篩手段的比較研究，其中最著名的研究是ATHENA（Addressing the Need forAdvanced HPV Diagnostics）試驗。試驗納入了42 209例婦女，目的是比較不同類型HPV感染狀態和細胞學檢查結果的患者隨診3年后出現≥宮頸上皮內瘤變（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）3級（CIN 3）的累計發生率。入組時婦女接受了TCT檢查或者3種類型之一的HPV檢測。ASC-US或以上的病變或者HPV陽性的患者接受陰道鏡檢查及多點活檢，隨后患者每年做1次TCT和HPV檢測。ASC-US的婦女進行陰道鏡檢查，結果為＜CIN 2，則繼續隨診。3年隨診結束后，患者接受1次退出前的陰道鏡檢查，如果沒有發現病變，則隨機活檢。結果發現，基線檢查TCT陰性，隨診3年其發生CIN 3以上病變的可能性為0.77%；14種高危型HPV檢測陰性，可能性為0.33%；TCT和HPV均陰性，其可能性為0.29%；HPV陽性者，其可能性增加到9.63%；HPV 16陽性者，可能性增加到25.23%；HPV 18陽性者，可能性為10.66%；其他12種陽性者，可能性為5.39%。該研究的結果表明，對于宮頸癌的篩查，HPV檢測和分型優于TCT。
基于這些發現和其他證據，2014年4月，美國FDA批準了HPV分型用于宮頸癌的一線初篩，隨后加拿大也批準了將HPV分型用于宮頸癌的一線初篩，澳大利亞則宣布用HPV分型取代細胞學進行宮頸癌初篩。
然而新的問題出現了。由于HPV感染的常見性和宮頸癌的相對不常見性，HPV檢測作為初篩的價值受到質疑。美國癌癥協會（Americancancer society，ACS）/ASCCP認為，宮頸癌篩查的最佳策略應該是需要識別可能進展為浸潤癌的癌前病變（最大化篩查的益處），同時需要避免對一過性HPV感染及其相應良性病變的探查和不必要治療，因為它們不一定會有惡性進展（最小化篩查的潛在危害），由此提出了“同等風險，同等管理”的策略，以CIN 2以上的5年累計發病風險作為衡量的尺度，稱量化管理。
這一理念的循證醫學數據來源于美國Kaiser中心2003—2010年期間965 360例30～64歲婦女采用HPV和液基細胞學進行聯合篩查和隨訪管理的數據，和269329例21～29歲婦女，單獨采用細胞學篩查與隨訪的數據，研究分析了“單獨細胞學篩查”模式下，各種不同的篩查（細胞學結果）5年內CIN 2+的累計發病風險，同時也總結了聯合篩查（HC2+細胞學）模式下，不同篩查結果5年內CIN 2+的累計發病風險。
Kaiser研究被稱為是里程碑式的研究，因為它確定了分層管理的量化標準或標尺，即“基準（Benchmark）”為CIN 2+的5年累計發病風險。風險量化管理概念的好處是可以應用到宮頸癌的篩查和后續臨床管理中，不論是異常細胞學結果的管理還是陰道鏡后/CIN隨訪和治療后的管理。
在風險量化管理模式中，細胞學單獨篩查結果為ASC-US以上，聯合篩查HPV（+）/細胞學（-），提示發生高級別宮頸上皮內瘤變風險＞5.2，需要轉診陰道鏡。細胞學單獨篩查ASC-US或者聯合篩查HPV（-）/LSIL、HPV（-）/ASC-US，6～12個月隨訪；細胞學（-）或HPV（-）/細胞學（-），5年后隨訪。對于聯合篩查結果陰性者，5年后復查發生CIN 2～3的風險是0.1%；細胞學（-）3年后復查發生CIN 2～3的風險是1%；ASC-US、HPV（+）/細胞學（-）1年后聯合篩查發生CIN 2～3的風險是5%～10%；LSIL、HPV16/18/細胞學（-），陰道鏡檢查發生CIN 2～3的風險是5%～10%；不典型鱗狀細胞傾向于高度病變（atypical squamous cells，cannot exclude HSIL，ASC-H）經高頻電圈環形電切（loop electrosurgical excision procedure，LEEP）、冷刀錐切后證實為CIN 2～3的風險是50%；宮頸高度鱗狀上皮內病變（high-grade squamous intraepithelial lesion，HSIL）經LEEP、冷刀錐切后證實為CIN 2～3的風險是80%。細胞學陰性但HPV 16陽性的女性，其發生CIN 2以上病變的風險是13.6%，即平均每8個人中就有1個存在≥CIN 2的病變。
鑒于這些結果，2015年ASCCP過渡期篩查指南推薦，篩查起始年齡應該為25歲，HPV檢測陰性可3年后再篩查；HPV 16、HPV 18陽性者風險高，需直接轉診陰道鏡；除HPV 16、HPV 18之外的HPV型別陽性可采取細胞學分流。如果細胞學檢查正常，則12個月后隨診；如果細胞學結果高于ASC-US，則行陰道鏡檢查。
可以看出，正是由于HPV感染與宮頸癌因果關系的揭示，宮頸癌的篩查策略才發生了根本性的變化，HPV分型檢測從幕后走到臺前，從配角變成主角。
3HPV與宮頸癌因果關系的發現導致了HPV疫苗的誕生和廣泛接種
成為德國癌癥研究中心主管后，豪森曾在20世紀80年代游說制藥公司研發HPV疫苗。豪森認為HPV病毒結構簡單，疫苗研制的成功率很大，但醫藥公司不以為然，認為還有更重要的問題亟待解決。
所幸有眼光深遠的制藥企業啟動了對HPV疫苗的研發。第1個研發出來的疫苗是針對HPV16的疫苗。1998年，HPV疫苗研發歷史上的一項里程碑式的試驗啟動，試驗納入了2400例16～23歲的婦女，在這些婦女中使用HPV 16疫苗。經過了中位時間1.5年的隨診后發現，疫苗能預防所有與HPV 16相關的持續HPV感染和CIN。后續隨診分析發現，該疫苗對HPV 16相關的高級別CIN的預防保護時間長達9.5年。由于種種原因，該疫苗沒有獲準上市。
2004年11月，葛蘭素史克（GSK）公司的HPV疫苗研究小組發表了HPV疫苗的3年研究結果，顯示疫苗預防HPV 16和HPV 18持續感染的有效率達100%。長期的隨診顯示該疫苗是高度有效的，而且安全性高，耐受性好。這一疫苗后來被注冊為Cervarix（希瑞適），但該疫苗沒有成為第1個獲準上市的HPV疫苗。
2005年5月，在溫哥華舉行的22屆國際人乳頭瘤病毒大會上，默克（Merck）公司的研究團隊報告了抗HPV 16、18、6、11的4價疫苗的研究結果，顯示有效率達90%以上。這是研究團隊在進行了成功的Ⅱ期臨床試驗后于2002年啟動的一項縮寫為Future （Females United to Unilaterally Reduce Endo/Ectocervical Disease）的臨床試驗，納入了超過17 000例16 ~26歲的女性。結果顯示，疫苗對抗HPV 16和HPV 18相關的宮頸病變的有效性為97%~100%。2006年，美國FDA批準了4價HPV疫苗的上市，商品名為Gardasil（加德西）。
一些研究對4價疫苗和2價疫苗進行了正面比較，結果發現，2價疫苗在針對HPV 16和HPV 18的抗體水平高于4價疫苗，而且能部分預防HPV 31和HPV 33感染。可以認為，對于宮頸癌的預防而言，2價疫苗是“雪中送炭”，而增加了抗HPV 6和HPV 11的4價疫苗是“錦上添花”，因為后兩種病毒并不引起宮頸癌，只引起生殖道疣。
2007年歐洲批準了英國GSK公司的二價疫苗希瑞適進入市場，2009年美國也批準了希瑞適進入美國市場。2016年7月，中國食品與藥品監督管理局（CFDA）批準了希瑞適”進入中國市場，2017年6月，CFDA批準了加德西進入中國市場。
澳大利亞是世界上第1個將HPV疫苗納入普遍接種計劃的國家，從2007年開始，澳大利亞對所有12～26歲的在校女生提供免費HPV疫苗接種。在該接種計劃實施3年后，澳大利亞女性中生殖道疣的發生率明顯下降，隨后高級別CIN的發生率和宮頸細胞學異常的發生率也明顯下降。緊隨澳大利亞，歐洲和美國也將HPV疫苗納入了國家免疫計劃。
4價疫苗的價值得到證實之后，研究者們著手開發新的疫苗，以預防其他5種常見的致癌HPV，包括HPV 31、33、45、52和58。2009年，一項比較新的9價疫苗與普遍使用的4價疫苗的有效性的研究啟動了，該研究納入了14 200例女性。結果發現，在預防HPV 16、18、6、11方面，9價疫苗的有效性并不低于4價疫苗，同時對HPV 31、33、45、52、58相關疾病的預防效率超過96%。基于這些結果，2014-12-10，美國FDA批準默克公司的9價疫苗（Gardasil 9）可用于9~26歲的女性以及9~15歲的男孩。
嚴格地說，目前還不能下“HPV疫苗可以預防宮頸癌”的結論，因為持續HPV感染演變到宮頸癌的過程可長達15~20年，所以，如果以宮頸癌發生率為研究終點，則臨床試驗數據要到2020年才能獲得。美國和歐洲都是基于是否能夠預防HPV持續感染作為評估標準，因為理論上能夠預防HPV持續感染，就可以預防宮頸癌。15年的等待，可能意味著2~3代年輕女性失去預防宮頸癌的機會，“不傷害和有利”原則，是HPV疫苗迅速在歐美獲批的倫理依據。
4HPV感染的治療
女性中HPV感染很常見，據報道終身累計感染率為40%，甚至最近有報告稱達80%！幸運的是，絕大多數女性的HPV感染為一過性，80%的感染者會在8～12個月內自然清除。僅在少數女性HPV感染會持續，在持續HPV感染的女性中，一部分會進展成為宮頸病變或宮頸癌。因此，對于一過性HPV感染，通常不需要治療，只有持續性HPV感染才考慮治療。
目前尚無針對HPV的特效治療方法，市場上治療HPV感染的方法“五花八門”，魚龍混雜。可以陰道局部使用干擾素、紅色諾卡菌細胞壁骨架及抗HPV生物蛋白敷料等，還可使用胸腺肽、中成藥等進行全身治療，但是這些方法的效果有待客觀評價。
實際上，對于HPV感染，更可行的處理策略是“治病即治毒”，即治療HPV感染引起的病變，從而達到阻斷病毒導致宮頸癌的路徑，甚至最終清除HPV。所謂的病，就是CIN。
4.1 CIN 1的處理 60%～80%的CIN 1會自然消退，因此可以保守觀察。如果患者合并宮頸糜爛樣外觀而且有接觸性出血或持續性CIN 1，可給予治療。進行治療選擇前需要考慮以下情況：（1）先前細胞學檢查為ASC-US、ASC-H或LSIL，每12個月檢測HPV DNA或每6～12個月復查宮頸細胞學。若細胞學高于ASC-US或高危型HPV檢測陽性，行陰道鏡檢查。（2）先前細胞學檢查為HSIL而組織學檢查為CIN 1，如果陰道鏡檢查滿意而且進行宮頸管取材陰性者可選擇進行診斷性宮頸錐形切除術；也可選擇每隔6個月行陰道鏡和細胞學檢查進行觀察，若2次結果陰性可常規隨診，若仍為HSIL則行診斷性宮頸錐形切除術。（3）若CIN 1持續超過2年，可以繼續隨訪，也可治療。如果決定治療，并且陰道鏡檢查滿意，可以采用消融或切除療法；若陰道鏡檢查不滿意，建議行診斷性宮頸錐形切除術。（4）妊娠期發現的CIN 1可暫不治療，待產后6周復查再處理。
4.2 CIN 2和CIN 3的處理 盡管長期隨訪發現CIN 2有自然消退的可能，但在組織學上它比CIN 3更具有異質性，而且與CIN 3區分困難。因此，為了提高安全性，一般采用CIN2作為治療起始。除非有特殊情況（如妊娠），不建議對CIN 2和CIN 3婦女采用定期細胞學和陰道鏡檢查進行隨訪觀察。同時也不能將全子宮切除術作為CIN 2和CIN 3的初始治療。具體處理原則如下：（1）對于陰道鏡檢查滿意、組織學診斷為CIN 2和CIN 3者，可采用切除方法（錐切），也可采用激光、冷凍、微波等物理消融方法。（2）對于陰道鏡檢查不滿意者，不能實施消融治療，建議行診斷性宮頸錐形切除。對于CIN 2，可行LEEP，也可行冷刀錐切。對于CIN 3，推薦冷刀錐切。（3）對于復發性CIN 2和CIN 3，建議錐切。（4）對于妊娠期診斷的CIN 2和CIN 3，除非高度懷疑浸潤癌，否則不進行宮頸錐切，也暫不給予其他治療，產后6周復查后再處理。如果高度懷疑浸潤癌，則需要行宮頸錐切，根據是否保留胎兒，可立即手術或在妊娠中期手術。（5）隨診。CIN 2和CIN 3治療后每6～12個月檢測HPV。也可以單獨采用細胞學或聯合使用細胞學和陰道鏡進行隨訪。
至于HPV感染的終極形式——宮頸癌的治療，限于篇幅，不再論及。